研究課題
高磁場特性の優れた高温超伝導線材が開発された今，強磁場超伝導マグネット開発において最も深刻な問題の一つは電磁力である。すなわち電磁力を克服することで，未踏の強磁場超伝導マグネット開発が可能となる。本研究は，超伝導線材に補強を施すこれまでの手法とは異なり，コイル構造そのものに電磁力を支持させるYOROIと呼ばれる新しい手法を用いて，50T 級超伝導マグネット開発を目指した次世代の高電磁力・高精度超伝導マグネット技術を確立することを目的とし，計算と実験の両面から研究を実施した。実験では，強度が高く熱収縮率の高いSUSを材料とし，体積を現実的な内層コイルで用いる事ができる程度まで減らした補強構造を設計した。具体的には，コイル外側から補強するリングの厚みを5mm, コイル上部から補強する円盤の厚みを0.5mmとしたコイルを作製して電磁力試験を行った。その結果，その構造でも補強効果が十分に得られることが分かった。一方で，熱ひずみや電磁力に対して，構造の詳細な部分の影響まで計算できるように有限要素法の解析コードを構築した。計算による補強構造の検討の結果，コイル全体を覆う形の構造を採用することで50T強磁場超伝導マグネットの電磁力設計が可能となることが分かった。一方で，比較対象として高電磁力設計マグネットとして25T無冷媒超伝導マグネットの内挿コイルとして用いられているBi系高温超伝導コイルでは，300MPaまでの高電磁力下では線材の動きによるスパイクノイズが発生するものの定常的な運転が可能であることが分かった。これらの結果を組み合わせることで，現実的な50T超伝導マグネット設計が可能となった。次のステップとして30T超伝導マグネット開発によるマグネット技術の構築が計画できる。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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